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埋弧焊管焊接主要缺陷及防控措施

2015-1-1    来源:    作者:佚名  阅读:次  【打印此页】

摘要:文章分析了埋弧焊管在焊接过程易出现的焊接缺陷,判断其产生的原因,并提出了相应的处理方法。
1焊缝外观缺陷
1.1咬边
    埋弧焊管焊接过程易出现单个单侧咬边缺陷的原因在于:成型缝间隙变化过大、带钢边缘有小毛刺或小缺口、成型错边。出现这种情况,不必进行大的调整,可以在条件允许的情况下尽可能将带钢边缘处理光滑并保持成型稳定。对于带钢边缘的光滑处理问题,可以采用铣边机代替圆盘剪剪边进行解决。
    埋弧焊管焊接过程还会出现单个双侧咬边的情况,其形成原因主要是焊丝直径不均匀、焊丝接头不光滑、焊丝硬度不均匀造成送丝不均匀、金属毛刺导致的电嘴处瞬间短路。出现这样的情况可采取的防控措施有:检查焊丝直径大小如果导电嘴为原型导电嘴则适当扩大导电嘴直径要求焊丝制造厂家对焊丝接头处修磨保证接头处直径一致切硬度一致,注意板边剪边和铣边情况确保无毛刺,定期放空内焊焊剂并进行磁筛选。
1.2焊缝余高、焊缝“脊棱”、焊缝“马鞍形”太大
    焊缝余高过大形成的原因有:焊接规范搭配不当,电流过大、电压过小以及焊速过慢;焊丝后倾角过大,使熔池金属剧烈后排;焊丝的前、后间距过小。焊丝伸出长度过大。防控措施包括:通过工艺试验确定合理的焊接规范匹配;厚壁钢管采用开坡口的焊接、减少焊丝伸出长度、适当增加焊丝间距、适当增加焊点偏中心。
    焊缝鱼脊背的形成原因是:焊点位置不当,焊点偏中心过小,液态熔池金属流向熔池尾部,导致焊缝高度增大,特别是焊缝中间的余高增大,形成焊缝“脊棱”;或者是前焊丝前倾角过大后丝后倾角偏小。其防控措施有:适当增加焊点偏中心、减小前焊丝前倾角和后焊丝后倾角。
     焊缝“马鞍形”太大的形成原因有两个,一是下坡焊时的钢管焊点偏中心过大,二是弧压偏大。
    防控措施包括:适当减小焊点偏中心,要不出焊缝“马鞍形”则一般条件下偏中心为0.07R(R为钢管半径)、降低弧压由于采用烧结焊剂对焊接工艺规范反映非常敏感所以每次调整焊接规范幅度要小。
1.3焊缝麻点和“人”字纹
    焊缝麻点和“人”字纹形成原因是:焊接条件氧化气氛过高即母材及焊接材料油、锈、氧化粉末较多产生过多的一氧化碳气孔来不及析出而产生大量的气孔和表面麻点;焊剂比重大、熔渣粘度大以及焊剂的堆积高或焊剂粒度太小使金属和渣界面气泡压力大而产生麻点。防控措施:①选用比重轻、粘度小的烧结焊剂,使用前保证焊剂的烘干和清洁,使用中在不明弧的前提下尽可能减少焊剂堆积高度;②彻底清除焊件和焊丝表面的油、锈和水。1.4 焊缝偏流
    焊点位置不当,焊点偏中心过大或过小或者是焊接速度过快、焊剂送给位置不正确,焊剂对熔池的压力不对称、弧压过大会造成焊缝偏流情况出现。其防控措施主要有:根据管径大小和焊接规范合理选择焊点位置,尽可能使熔池在接近水平的位置完成结晶过程;以正确方式送给焊剂,减少焊剂送给过程中焊剂对熔池的冲击,焊剂碗最好做成上大下小的形状,以尽可能减少焊剂碗内熔池前部的焊剂流动;调整合适弧压。
1.5 焊缝与母材过渡不平缓
   焊接时一般要求焊缝与母材过渡角θ大于110°,但经常会出现角度偏颇,其形成原因有:坡口角度偏小、前丝焊接电流偏大、后丝弧压偏小、焊丝偏中心偏大、焊丝倾角前丝前倾角偏小后丝后倾角偏大、前后焊丝间距偏小、焊剂堆放位置不合适、成型缝产生撅嘴长距离轻微错边等。防控措施主要有:厚壁管适当增大破口角度、在保证重合量的条件下降低前丝电流提高后丝电压、减小焊丝偏中心、加大前丝前倾角度和减小后丝后倾角度(前丝前倾角控制在2°~9°之间,后丝后倾角控制在5°~8°之间),减小焊丝伸出长度(一般焊丝伸出长度为焊丝直径6~10倍),将焊剂碗做长,使焊剂从焊前方向进入通过钢管和焊剂碗,使焊剂推动液化金属向焊后方向移动、控制成型缝撅嘴和错边、适当增加焊丝间距。
2焊缝内部缺陷
2.1气孔、夹杂和偏析
    焊缝内部会有气孔出现。旋涡状喇叭型表面气孔的形成原因为母材潮湿、焊剂未烘干;蜂窝状气孔形成原因为焊剂未烘干和埋弧不好造成空气进入熔池;长虫状气孔的形成原因较复杂,主要是焊剂未烘干,有氧化铁、油水等。上述三种缺陷形式的防控措施:钢管出现超标气孔后,首先进行X工业电视检查其形状、分布情况和了解气孔是在内焊缝还是在外焊缝;其次是在进行探伤同时在现场观察焊剂埋弧状况是否完好、检查前桥钢带是否有漏油现象、检查电流电压是否稳定、焊接速度过高等排除以上现象后,检查焊剂烘干记录、检查钢材和焊丝表面状况是否有油、锈、水、铁粉等物质。内焊位置由于磁化作用是否有长条驼状铁粉、坡口加工状况是否满足工艺要求(钝边、角度、二道坡口),有则改之。
    焊缝两侧夹杂的形成原因是焊丝间距偏小,接近焊缝中心夹杂的形成原因是焊丝间距偏大;上述二种缺陷形式可以根据一般条件下的焊丝间距:8 mm~12 mm(焊速1.8 m/min以上)进行调整。偏析(X光探伤合格但超声波探伤不合格)的形成原因是因为焊丝间距偏大,因此要减少焊丝间距。
2.2裂纹
    由于管线钢壁后较薄、碳当量较低一般条件下产生热裂纹,而冷裂纹产生的几率很小。内焊纵向热裂纹的形成原因有:压圆调型不准确、成型参数不协调、成型器内外钢管中心线不一致。成型器内外钢管中心线不一致,将导致咬合点处成型缝两边产生错位,一边超前,另一边滞后,这称为“超越”现象。
    一般情况下,自由边的曲率都比较理想,递送边则不同,由于受客观条件的限制,递送边变形不如自由边变形充分,当变形不足达到一定程度时,递送边向外翘曲的力致使内焊撕裂。出现这种情况后,首先,必须保证成型工艺参数计算准确,下达正确调整准确到位;其次,精细调整控制成型变形量使钢带弯曲变形充分,尽量减小自由边与递送边的曲率差异;第三,正确调整焊垫辊高度,避免出现咬合点局部应力过大。
3 焊接接头力学性能缺陷
    焊缝中间出现裂纹主要是因为焊缝晶粒度大、焊缝出现晶间偏析、焊缝出现气孔、裂纹夹渣等缺陷、试样加工不当。防控措施有:降低焊接线能量、保持母材焊剂焊丝清洁、调整提高焊缝形状系数、加工试样时避免横向磨纹、保证去除焊缝余高时和母材保证平齐不能高于母材。4结语随着焊接技术的不断发展,新的焊接技术问题也会开始出现,按照上述防控措施处理上述焊接缺陷不一定绝对有效,但可以缩短控制缺陷进程,提高处理焊接缺陷效率。